Enunciado

O projeto da placa fria do Problema 8.82 não foi otimizado com relação à seleção da largura dos canais, e desejamos explorar condições para melhorar a taxa de transferência de calor. Suponha que a largura e a altura da placa fria de cobre estejam fixadas em W = 100 mm e H = 10 mm, enquanto a altura do canal e o espaçamento entre canais permaneçam em h = 6 mm e δ = 4 mm. A velocidade média e a temperatura de entrada da água são mantidas em um = 2 m/s e Tm,ent = 300 K, enquanto sistemas de geração de calor equivalentes, fixados às superfícies superior e inferior da placa fria, mantêm as superfícies correspondentes a 360 K. Avalie o efeito de variações na largura do canal, e portanto no número de canais, sobre a taxa de transferência de calor para a placa fria. Inclua em sua análise a consideração do caso limite no qual w = 96 mm (um canal).

Passo 1

Beleza galerinha, vamos lá! O modelo desenvolvido para o problema anterior foi inserido no espaço de trabalho do IHT, com a equação de Dittus-Boelter e relação exponencial acessada a partir do Toolpad de Correlações e modificada para contabilizar o diâmetro hidráulico e a resistência total à transferência de calor. Os cálculos foram realizados para

Caso 1: w = 96 mm, N = 1, S = W = 100 mm

Caso 2: w = 46 mm, N = 2, S = 50 mm

Caso 3: w = 21 mm, N = 4, S = 25 mm

Caso 4: w = 6 mm, N = 10, S = 10 mm

Caso 5: w = 1 mm, N = 20, S = 5 mm

e os resultados são tabulados como se segue.

Passo 2

É claramente benéfico aumentar o número de canais, com a taxa de calor total a aumentar aproximadamente 5, uma vez que o N aumenta de 1 para 20. A taxa de calor pode ser aumentada ainda mais aumentando um, e portanto a vazão por canal, embora um limite superior esteja associado com a queda de pressão, que aumentaria com a diminuição de Dh.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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